WO2011068377A2 - 휠로더 버켓의 풀 크라우드 디텐트 장치 - Google Patents

휠로더 버켓의 풀 크라우드 디텐트 장치 Download PDF

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WO2011068377A2
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최기홍
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두산인프라코어 주식회사
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    • E02F3/00—Dredgers; Soil-shifting machines
    • E02F3/04—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven
    • E02F3/76—Graders, bulldozers, or the like with scraper plates or ploughshare-like elements; Levelling scarifying devices
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    • E02F3/84—Drives or control devices therefor, e.g. hydraulic drive systems
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    • E02F3/36—Component parts
    • E02F3/42—Drives for dippers, buckets, dipper-arms or bucket-arms
    • E02F3/43—Control of dipper or bucket position; Control of sequence of drive operations
    • E02F3/431—Control of dipper or bucket position; Control of sequence of drive operations for bucket-arms, front-end loaders, dumpers or the like
    • E02F3/434—Control of dipper or bucket position; Control of sequence of drive operations for bucket-arms, front-end loaders, dumpers or the like providing automatic sequences of movements, e.g. automatic dumping or loading, automatic return-to-dig
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
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    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B21/00—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant
    • G01B21/22—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes
    • G—PHYSICS
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    • G05G—CONTROL DEVICES OR SYSTEMS INSOFAR AS CHARACTERISED BY MECHANICAL FEATURES ONLY
    • G05G5/00—Means for preventing, limiting or returning the movements of parts of a control mechanism, e.g. locking controlling member
    • G05G5/06—Means for preventing, limiting or returning the movements of parts of a control mechanism, e.g. locking controlling member for holding members in one or a limited number of definite positions only

Definitions

  • the present invention relates to a full-crown detent device of a wheel loader bucket, and more particularly, to a bucket position (eg, a preset bucket position sensor value detected from a rotary angle sensor that senses an angle at which the rotation axis of the bucket rotates). Control the power of the electromagnet against the angle values of the full-crowd and return-to-dig, so that the bucket can be unloaded without the user holding the bucket's operating joystick lever from the maximum dump position of the bucket to the completion of the maximum full-crowd operation.
  • a full-crowd detent device of a wheel loader bucket which can provide a full-crowd detent function for full-crowding to increase the joystick operation convenience of a driver.
  • Construction machinery such as wheel loaders are widely used to carry or unload soil. More specifically, the wheel loader transports the soil to a position close to a vehicle such as a truck, and then raises the boom and then pulls the bucket to drop the soil to the vehicle. The wheel loader then returns the bucket to the return-to-dig position, lowers the boom, moves to the place where the soil is piled up, loads the soil into the bucket, and adjusts the bucket to the full-crowd position. This operation is repeated a number of times until the soil is filled in the vehicle. Therefore, the wheel loader driver must repeatedly perform the operation of raising and lowering the bucket to the vehicle.
  • FIG. 1 is a block diagram of a general wheel loader and a conventional wheel loader detent device.
  • a general wheel loader lifts or lowers a bucket 111, a bucket cylinder 112 for dumping or crowding the bucket 111, and the bucket 111. And a boom 113 to make it.
  • a conventional wheel loader detent device In order to facilitate the operation of the bucket 111 such that the wheel loader is raised and lowered on the transport means, a conventional wheel loader detent device, the mechanism portion 114 to move in accordance with the movement of the bucket 111, An electromagnet 123, a power source 121 for supplying power to the electromagnet 123, a ground 124 for grounding the electromagnet 123, and a non-contact proximity switch 122.
  • the non-contact proximity switch 122 switches the connection of the power source 121 and the electromagnet 123 depending on whether the mechanism 114 is close. That is, if the mechanism 114 is not close to the non-contact proximity switch 122, the non-contact proximity switch 122 connects the power source 122 to the electromagnet 123. On the other hand, if the mechanism 114 is close to the non-contact proximity switch 122, the non-contact proximity switch 122 does not connect the power source 122 to the electromagnet 123.
  • the non-contact proximity switch 122 may include a metal detection sensor that can detect the presence or absence of the proximity of the mechanism (114).
  • the conventional wheel loader detent device latches the joystick lever 131 by the electromagnet 123 when the wheel loader joystick lever 131 is positioned at the upper or lower limit.
  • the detent device of the conventional wheel loader releases the power 121 of the electromagnet 123 when the mechanism 114 reaches the preset position so that the joystick lever 131 returns to neutral.
  • the preset position is the position 101 for loading the load.
  • the wheel loader's detent device does not require the driver to continuously maintain the position of the joystick lever 131, but the work machine (for example, bucket cylinder, boom cylinder, etc.) under the control of the joystick lever 131 outside the detent section. ) Is driven by itself.
  • the detent position of the conventional wheel loader detent apparatus is one position, and is set to the position (Return to Dig) (henceforth "load position") 101 for loading a load. That is, the wheel loader detent device performs a function of detenting the bucket 111 to the loading position 101 during a dump or crowd operation.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram of an electromagnet on / off operation from a full dump position to a full crowd position by a conventional wheel loader detent device.
  • the section 210 and the electromagnet 123 in which the electromagnet 123 is turned ON are divided. It is classified as a section 220 that is OFF.
  • the section 210 in which the electromagnet 123 is ON is from the full dump position 201 to the stacking position 202 of the bucket 111.
  • the section 220 in which the electromagnet 123 is OFF is from the loading position 202 to the full crowd position 203.
  • the non-contact proximity switch 122 supplies the power 121 to the electromagnet 123. Then, when the joystick lever 131 is close, the electromagnet 123 fixes the joystick lever 131 by the magnetic force of the electromagnet 123. That is, the joystick lever 131 is latched in the crowd direction by the electromagnet 123.
  • the non-contact proximity switch 122 cuts off the supply of power 121 to the electromagnet 123. Then, the electromagnet 123 causes the joystick lever 131 that is fixed during the "210" section to return to the neutral position. When the joystick lever 131 is returned to the neutral position, the bucket 111 driven by the latch of the joystick lever 131 stops at the loading position 202 in the “210” section.
  • the non-contact proximity switch 122 from the loading position 202 of the bucket 111 to the full crowd position 203 has no choice but to cut off the supply of power 121 to the electromagnet 123. That is, the conventional wheel loader detent device can only set the detent position to one position (loading position 202). Therefore, the conventional wheel loader detent device does not support the detent function at the full crowd position 203.
  • the user simultaneously runs the wheel loader and the dump and crowd work of the bucket 111. If there is no detent function of the full crowd position 203, the user has to move the handle of the wheel loader and the joystick lever 131 at the same time, which makes it difficult to work easily.
  • the bucket angle sensor value detected from the rotary angle sensor for sensing the angle of rotation of the rotation axis of the bucket is a predetermined bucket position (for example, full-crowd and return
  • the full-crowd allows the bucket to be full-crowned without the user grabbing the bucket's operating joystick lever from the maximum dump position of the bucket to the completion of the maximum full-crowd operation. It is an object of the present invention to provide a full-crown detent device of a wheel loader bucket, which can provide a detent function to increase the operator's joystick operation convenience.
  • the full crowd detent device of the wheel loader bucket the full crowd detent device of the wheel loader bucket, bucket position for latching the joystick lever for operating the bucket while the power is supplied Holding means;
  • Bucket position detecting means for detecting a position of the bucket by obtaining a bucket angle value from an angle sensor detecting a rotation angle of the bucket;
  • Bucket position determining means for determining whether the detected bucket position is a stowed position or a maximum crowd position;
  • a bucket detent control means for controlling the power supply by controlling the power supply according to the determined position of the bucket.
  • the angle sensor value of the bucket detected from the rotary angle sensor for sensing the angle of rotation of the rotating shaft of the bucket and the angle value of the predetermined bucket position for example, full-crowd and return to Dig
  • the power of the electromagnet it provides a full-crowd detent function that allows the bucket to be full-crowned without the user holding the bucket's operating joystick lever from the maximum dump position of the bucket to the completion of the maximum full-crowd operation.
  • the present invention is a full-crowd detent function according to the present invention, in which the wheel loader driver holds the lever of the joystick until the completion point of the full-crowd operation for lifting the load after the load is completed. There is no need to be there is an effect that can provide convenience to the driver.
  • FIG. 1 is a block diagram of a general wheel loader and a conventional wheel loader detent device.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram of an electromagnet on / off operation from a full dump position to a full crowd position by a conventional wheel loader detent device.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an embodiment of a full crowd detent device for a wheel loader bucket according to the present invention.
  • FIG. 4 is a flowchart illustrating an embodiment of a full crowd detent method of a wheel loader bucket according to the present invention.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an embodiment of on and off operation sections of the detent bucket position maintaining unit of FIG. 3 according to the present invention.
  • bucket detent control unit 321 rotary angle sensor
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an embodiment of a full crowd detent device for a wheel loader bucket according to the present invention.
  • the full crowd detent apparatus 300 includes a bucket position maintaining unit 310, a bucket position detecting unit 320, a bucket position determining unit 330, and a bucket detent control unit 340.
  • the bucket position maintaining part 310 fixes the joystick lever 131 by a magnetic force caused by the current of the power source 121, thereby latching the joystick lever 131 in one direction while the power source 121 is supplied.
  • the bucket position maintaining unit 310 is provided with an electromagnet to turn on or off the electromagnet according to the supply of the power 121 to latch the joystick lever 131 or return to neutral.
  • the bucket position detector 320 detects the position of the bucket 111 by obtaining the bucket angle value sensed by the rotary angle sensor 321 of the rotating shaft 115 capable of detecting the position of the bucket.
  • the rotary angle sensor 321 is installed on the rotating shaft 115 that can sense the angle at which the bucket 111 rotates.
  • the rotary shaft 115 may be a plurality of points depending on the link structure for operating the bucket 111 of the wheel loader.
  • the axis of rotation 115 may be the axis of rotation of the top link.
  • the rotary angle sensor 132 is installed on the rotating shaft 115 rotating at an angle corresponding to the rotation of the bucket 111.
  • the bucket position determining unit 330 determines whether the position of the bucket 111 detected by the bucket position detecting unit 320 is a loading position 301 or a maximum crowd position detented in the crowd direction from the maximum dump position.
  • the bucket position determiner 330 determines whether the bucket 111 corresponding to the on and off operation periods of the detent bucket position maintainer 310 classified in advance is located.
  • the on and off operation sections of the pre-classified detent bucket position maintaining unit 310 will be described in detail with reference to FIG. 5.
  • the bucket position determiner 330 may change the loading position 301 or the maximum crowd position. This may change the detent position of the bucket 111 according to the user's needs or working environment for operating the wheel loader.
  • the bucket position determiner 330 may determine the position of the bucket 111 according to the sorting position of the changed bucket 111.
  • the bucket detent controller 340 controls the supply of the power 341 of the bucket position maintaining unit 310 according to the position of the bucket 111 determined by the bucket position determining unit 330. Specifically, according to whether the position of the bucket 111 is between the section between the maximum dump position or the maximum crowd position and the tolerance of each section based on the loading position 301, the bucket detent control unit 340 is bucket position The power supply 341 of the holding unit 310 is supplied or cut off.
  • the tolerance when the bucket 111 is controlled to be detented by the bucket detent control unit 340 during the movement, the loading position 301, the full dump position 201 and the full crowd position ( It means a section in which the bucket 111 can stop to 203.
  • the bucket detent control unit 340 may include a power control circuit for controlling the bucket position maintaining unit 310 and output a corresponding power control signal.
  • FIG. 4 is a flowchart illustrating an embodiment of a full crowd detent method of a wheel loader bucket according to the present invention.
  • the bucket position detector 320 detects the position of the bucket 111 by obtaining the bucket angle value sensed by the rotary angle sensor 321 capable of detecting the position of the bucket 111 (402).
  • the bucket position determining unit 330 is the position of the bucket 111 detected by the bucket position detecting unit 320 is obtained by subtracting the tolerance from the pre-classified loading position 301 (hereinafter, referred to as 'first tolerance position') Check whether it is less than (404).
  • the bucket detent control unit 340 supplies the power 341 of the bucket position maintaining unit 310 (406).
  • the bucket position determiner 330 of the bucket 111 detected by the bucket position detector 320 It is checked whether the position is less than the pre-sorted loading position 301 (408).
  • the bucket detent control unit 340 cuts off the supply of the power 341 of the bucket position holding unit 310 (410).
  • the bucket position determiner 330 is bucket bucket detected by the bucket position detector 320 It is checked whether the position of the P exceeds a position smaller than the tolerance (hereinafter, referred to as a 'second tolerance position') at the maximum crowd position (410).
  • the bucket detent control unit 340 cuts off the supply of the power 341 of the bucket position maintaining unit 310 to " 410 " "Perform the process.
  • the bucket detent control unit 340 supplies a power 341 of the bucket position maintaining unit 310 to the process of "406". Do this.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an embodiment of on and off operation sections of the detent bucket position maintaining unit of FIG. 3 according to the present invention.
  • the first and second on sections 501 and the electromagnet 123 are turned on. 503 and the electromagnet 123 are classified into first and second off sections 502 and 504 that are turned off.
  • the first and second off sections 502 and 504 in which the electromagnet 123 is turned off are constants determined by testing.
  • the first section 501 in which the electromagnet 123 is turned on is from the maximum dump position 511 of the bucket 111 to the first tolerance position 512.
  • the first section 502 at which the electromagnet 123 is OFF is from the first tolerance position 512 to the loading position 513.
  • the second section 503 in which the electromagnet 123 is ON is from the loading position 513 to the second tolerance position 514.
  • the second section 504 in which the electromagnet 123 is OFF is from the second tolerance position 514 to the maximum crowd position 515.
  • the bucket position determiner 330 includes first and second on sections 501 and 503 in which the location of the bucket 111 is turned on, and the electromagnet 123 is turned off. It is determined whether any one of the first and second off sections 502 and 504 (OFF) corresponds to the section.
  • the bucket detent control unit 340 controls the supply of the power 341 of the bucket position maintaining unit 310 according to the section determined by the bucket position determining unit 330.
  • the bucket detent control unit 340 supplies the power 121 to the electromagnet 123.
  • the bucket detent controller 340 blocks the supply of the power 121 to the electromagnet 123.

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Abstract

본 발명은 휠로더 버켓의 풀 크라우드 디텐트 장치에 관한 것으로, 버켓의 회전축이 회전하는 각도를 센싱하는 회전식 각도 센서로부터 검출된 버켓의 각도 센서값을 미리 설정된 버켓 위치(예를 들면, 풀-크라우드 및 리턴 투 디그)의 각도값과 비교하여 전자석의 전원을 제어함으로써, 버켓의 최대 덤프 위치부터 최대 풀-크라우드 동작의 완료 시점까지 사용자가 버켓의 작동 조이스틱 레버를 잡고 있지 않아도 버켓을 풀-크라우드시키는 풀-크라우드 디텐트 기능을 제공하여 운전자의 조이스틱 작동 편의성을 증대시킬 수 있는, 휠로더 버켓의 풀 크라우드 디텐트 장치를 제공하고자 한다.

Description

휠로더 버켓의 풀 크라우드 디텐트 장치
본 발명은 휠로더 버켓의 풀-크라우드 디텐트 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 버켓의 회전축이 회전하는 각도를 센싱하는 회전식 각도 센서로부터 검출된 버켓의 각도 센서값을 미리 설정된 버켓 위치(예를 들면, 풀-크라우드 및 리턴 투 디그)의 각도값과 비교하여 전자석의 전원을 제어함으로써, 버켓의 최대 덤프 위치부터 최대 풀-크라우드 동작의 완료 시점까지 사용자가 버켓의 작동 조이스틱 레버를 잡고 있지 않아도 버켓을 풀-크라우드시키는 풀-크라우드 디텐트 기능을 제공하여 운전자의 조이스틱 작동 편의성을 증대시킬 수 있는, 휠로더 버켓의 풀-크라우드 디텐트 장치에 관한 것이다.
휠로더(Wheel Loader)와 같은 건설기계는 토사를 운반하거나 상차하는 작업에 많이 이용되고 있다. 보다 구체적으로, 휠로더는 토사를 트럭과 같은 운반수단에 근접한 위치까지 운반한 후, 붐을 상승시킨 후 버켓을 풀 덤프하여 운반수단에 토사를 낙하시킨다. 그리고 휠로더는 다시 버켓을 리턴 투 디그 위치로 하고 붐을 하강시킨 후, 토사가 쌓인 장소로 이동하여 토사를 버켓에 적재하고 버켓을 풀-크라우드 위치로 조정한다. 이와 같은 작업은 토사가 운반수단에 채워질 때까지 다수 회 반복된다. 따라서, 휠로더 운전자는 버켓을 운반수단에 상승 및 하강시키는 조작을 반복적으로 수행해야 한다.
도 1 은 일반적인 휠로더 및 종래의 휠로더 디텐트 장치의 구성도이다.
도 1 에 도시된 바와 같이, 일반적인 휠로더는 버켓(111), 상기 버켓(111)을 덤프(dump)시키거나 크라우드(crowd)시키기 위한 버켓 실린더(112) 및 상기 버켓(111)을 승강시키거나 하강시키기 위한 붐(113)을 포함한다.
이러한 휠로더가 운반수단에 상승 및 하강시키는 버켓(111)의 조작을 용이하게 하기 위하여, 종래의 휠로더 디텐트(Wheel Loader Detent) 장치는, 버켓(111)의 움직임에 따라 이동하는 기구부(114), 전자석(123), 전자석(123)에 전원을 공급해주기 위한 전원(121), 전자석(123)을 접지시키기 위한 접지(124) 및 비접촉 근접 스위치(122)를 포함한다.
비접촉 근접 스위치(122)는 기구부(114)가 근접하는지 여부에 따라 전원(121)과 전자석(123)의 연결을 스위칭한다. 즉, 기구부(114)가 비접촉 근접 스위치(122)에 근접하지 않으면, 비접촉 근접 스위치(122)는 전원(122)을 전자석(123)에 연결시킨다. 반면, 기구부(114)가 비접촉 근접 스위치(122)에 근접하면, 비접촉 근접 스위치(122)는 전원(122)을 전자석(123)에 연결시키지 않는다. 여기서, 비접촉 근접 스위치(122)는 기구부(114)의 근접 유무를 감지할 수 있는 금속 감지 센서를 포함할 수 있다.
비접촉 근접 스위치(122)가 온(ON)되어 전원(121)이 전자석(123)에 공급된 상태에서 사용자가 조이스틱 레버(131)를 크라우드 방향의 전자석(123)에 근접시키면, 전자석(123)은 전원(121)의 전류에 의한 자기력으로 조이스틱 레버(131)를 고정시킨다.
이후, 조이스틱 레버(131)가 고정된 상태에서 기구부(114)의 이동에 따라 비접촉 근접 스위치(122)가 오프(OFF)되면, 전자석(123)은 전원(121)이 공급되지 않아 조이스틱 레버(131)를 고정시키지 못하고 중립 위치로 돌려보낸다.
이와 같이, 종래의 휠로더 디텐트 장치는 휠로더 조이스틱 레버(Joystick Lever)(131) 위치가 상한 또는 하한 위치에 놓인 경우에 조이스틱 레버(131)를 전자석(123)에 의해 래치시킨다. 종래의 휠로더의 디텐트 장치는 미리 설정된 위치에 기구부(114)가 도달한 경우에 전자석(123)의 전원(121)을 해제하여 조이스틱 레버(131)가 중립으로 복귀하게 한다. 여기서, 미리 설정된 위치는 적재물을 싣기 위한 위치(101)이다. 휠로더의 디텐트 장치는 운전자가 조이스틱 레버(131)의 위치를 연속적으로 유지하지 않아도 디텐트(Detent) 구간 외에서는 조이스틱 레버(131)의 제어에 따라 작업기(예를 들면, 버켓 실린더, 붐 실린더 등)가 스스로 구동되도록 한다.
종래의 휠로더 디텐트 장치의 디텐트 위치는 1개소로서, 적재물을 싣기 위한 위치(Return to Dig)(이하, '적재 위치'라 함)(101)로 설정되어 있다. 즉, 휠로더 디텐트 장치는 덤프 또는 크라우드 동작 중에서 버켓(111)을 적재 위치(101)로 디텐트하는 기능을 수행한다.
도 2 는 종래의 휠로더 디텐트 장치에 의한 풀 덤프 위치부터 풀 크라우드 위치까지의 전자석 온/오프 동작에 대한 설명도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 사용자가 휠로더의 버켓(111)을 운반수단에 상승시키거나 하강시키는 조작을 분류하면, 전자석(123)이 온(ON)되는 구간(210)과 전자석(123)이 오프(OFF)되는 구간(220)으로 분류된다. 전자석(123)이 온(ON)되는 구간(210)은 버켓(111)의 풀 덤프(Full Dump) 위치(201)부터 적재 위치(202)까지이다. 반대로, 전자석(123)이 오프(OFF)되는 구간(220)은 적재 위치(202)부터 풀 크라우드(Full Crowd) 위치(203)까지이다.
전자석(123)이 온(ON)되는 구간(210)에서, 비접촉 근접 스위치(122)는 전자석(123)에 전원(121)을 공급시킨다. 그러면, 전자석(123)은 조이스틱 레버(131)가 근접하면 전자석(123)의 자기력으로 조이스틱 레버(131)를 고정시킨다. 즉, 조이스틱 레버(131)는 전자석(123)에 의해 크라우드(Crowd) 방향으로 래치된다.
전자석(123)이 오프(OFF)되는 구간(220)으로 진입하면, 비접촉 근접 스위치(122)는 전자석(123)에 전원(121) 공급을 차단한다. 그러면, 전자석(123)은 "210" 구간 동안 고정되어 있는 조이스틱 레버(131)가 중립 위치로 복귀되도록 한다. 조이스틱 레버(131)가 중립 위치로 복귀되면, "210" 구간에서 조이스틱 레버(131)의 래치에 의해 구동되던 버켓(111)은 적재 위치(202)에 정지한다.
여기서, 버켓(111)의 적재 위치(202)부터 풀 크라우드(Full Crowd) 위치(203)까지 비접촉 근접 스위치(122)는 전자석(123)에 전원(121) 공급을 차단할 수밖에 없다. 즉, 종래의 휠로더 디텐트 장치는 디텐트 위치를 하나의 위치(적재 위치(202))로만 설정할 수밖에 없다. 따라서 종래의 휠로더 디텐트 장치는 풀 크라우드 위치(203)에서는 디텐트 기능을 지원하지 못하는 문제점이 있다.
이와 관련하여, 사용자는 휠로더의 주행과 버켓(111)의 덤프 및 크라우드 작업을 동시에 진행한다. 풀 크라우드 위치(203)의 디텐트 기능이 없는 경우, 사용자는 휠로더의 핸들 및 조이스틱 레버(131)를 동시에 움직여야 하므로 용이하게 작업하기 곤란하다는 문제점이 있다.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 버켓의 회전축이 회전하는 각도를 센싱하는 회전식 각도 센서로부터 검출된 버켓의 각도 센서값을 미리 설정된 버켓 위치(예를 들면, 풀-크라우드 및 리턴 투 디그)의 각도값과 비교하여 전자석의 전원을 제어함으로써, 버켓의 최대 덤프 위치부터 최대 풀-크라우드 동작의 완료 시점까지 사용자가 버켓의 작동 조이스틱 레버를 잡지 않아도 버켓을 풀-크라우드시키는 풀-크라우드 디텐트 기능을 제공하여 운전자의 조이스틱 작동 편의성을 증대시킬 수 있는, 휠로더 버켓의 풀-크라우드 디텐트 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
이를 위하여, 본 발명의 제1 측면에 따르면, 휠로더 버켓의 풀 크라우드 디텐트 장치는,　휠로더 버켓의 풀 크라우드 디텐트 장치에 있어서, 버켓을 동작시키는 조이스틱 레버를 전원이 공급되는 동안에 래치시키기 위한 버켓 위치 유지 수단; 상기 버켓의 회전 각도를 검출하는 각도 센서로부터 버켓 각도값을 획득하여 상기 버켓의 위치를 검출하기 위한 버켓 위치 검출 수단; 상기 검출된 버켓의 위치가 적재 위치 또는 최대 크라우드 위치인지를 판단하기 위한 버켓 위치 판단 수단; 및 상기 판단된 버켓의 위치에 따라 상기 전원 공급을 제어하여 상기 버켓의 디텐트를 제어하기 위한 버켓 디텐트 제어 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 본 발명은, 버켓의 회전축이 회전하는 각도를 센싱하는 회전식 각도 센서로부터 검출된 버켓의 각도 센서값을 미리 설정된 버켓 위치(예를 들면, 풀-크라우드 및 리턴 투 디그)의 각도값과 비교하여 전자석의 전원을 제어함으로써, 버켓의 최대 덤프 위치부터 최대 풀-크라우드 동작의 완료 시점까지 사용자가 버켓의 작동 조이스틱 레버를 잡고 있지 않아도 버켓을 풀-크라우드시키는 풀-크라우드 디텐트 기능을 제공하여 운전자의 조이스틱 작동 편의성을 증대시킬 수 있는 효과가 있다.
즉, 본 발명은, 본 발명을 통한 풀-크라우드 디텐트 기능으로서, 휠로더 운전자가 버캣의 적재위치에서, 적재물 싣기를 완료한 후에 적재물을 뜨기위한 풀-크라우드 동작의 완료 시점까지 조이스틱의 레버를 잡고 있지 않아도 되게 되어 운전자에게 편의성을 제공할 수 있는 효과가 있다.
도 1 은 일반적인 휠로더 및 종래의 휠로더 디텐트 장치의 구성도이다.
도 2 는 종래의 휠로더 디텐트 장치에 의한 풀 덤프 위치부터 풀 크라우드 위치까지의 전자석 온/오프 동작에 대한 설명도이다.
도 3 은 본 발명에 따른 휠로더 버켓의 풀 크라우드 디텐트 장치의 일실시예 구성도이다.
도 4 는 본 발명에 따른 휠로더 버켓의 풀 크라우드 디텐트 방법에 대한 일실시예 흐름도이다.
도 5 는 본 발명에 따른 도 3의 디텐트 버켓 위치 유지부의 온 및 오프 동작 구간의 일실시예 설명도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
300: 풀 크라우드 디텐트 장치 310: 버켓 위치 유지부
320: 버켓 위치 검출부 330: 버켓 위치 판단부
340: 버켓 디텐트 제어부 321: 회전식 각도 센서
111: 버켓115: 회전축 131: 조이스틱 레버121: 전원
124: 접지
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시 예를 상세하게 설명한다. 본 발명의 구성 및 그에 따른 작용 효과는 이하의 상세한 설명을 통해 명확하게 이해될 것이다. 본 발명의 상세한 설명에 앞서, 동일한 구성요소에 대해서는 다른 도면 상에 표시되더라도 가능한 동일한 부호로 표시하며, 공지된 구성에 대해서는 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 구체적인 설명은 생략하기로 함에 유의한다.
도 3 은 본 발명에 따른 휠로더 버켓의 풀 크라우드 디텐트 장치의 일실시예 구성도이다.
본 발명에 따른 풀 크라우드 디텐트 장치(300)는 버켓 위치 유지부(310), 버켓 위치 검출부(320), 버켓 위치 판단부(330) 및 버켓 디텐트 제어부(340)를 포함한다.
이하, 풀 크라우드 디텐트 장치(300)의 구성요소 각각에 대하여 살펴보기로 한다.
버켓 위치 유지부(310)는 전원(121)의 전류에 의한 자기력으로 조이스틱 레버(131)를 고정시켜, 전원(121)이 공급되는 동안에 조이스틱 레버(131)를 한쪽 방향으로 래치시킨다. 일례로, 버켓 위치 유지부(310)는 전자석을 구비하여 전원(121) 공급에 따라 전자석을 온(ON)시키거나 오프(OFF)시켜 조이스틱 레버(131)를 래치시키거나 중립으로 되돌린다.
버켓 위치 검출부(320)는 버켓의 위치를 검출할 수 있는 회전축(115)의 회전식 각도 센서(321)에서 센싱된 버켓 각도값을 획득하여 버켓(111)의 위치를 검출한다. 여기서, 회전식 각도 센서(321)는 버켓(111)이 회전하는 각도를 센싱할 수 있는 회전축(115)에 설치된다. 이러한 회전축(115)은 휠로더의 버켓(111)을 동작시키는 링크 구조에 따라 다수의 지점이 될 수 있다. 바람직하게는, 회전축(115)은 상단 링크의 회전축이 될 수 있다. 회전식 각도 센서(132)는 버켓(111)의 회전과 대응되는 각도로 회전하는 회전축(115)에 설치된다.
버켓 위치 판단부(330)는 버켓 위치 검출부(320)에서 검출된 버켓(111)의 위치가 최대 덤프 위치부터 크라우드 방향으로 디텐트되는 적재 위치(301) 또는 최대 크라우드 위치인지를 판단한다. 버켓 위치 판단부(330)는 미리 분류된 디텐트 버켓 위치 유지부(310)의 온 및 오프 동작 구간에 해당하는 버켓(111)의 위치인지를 판단한다. 여기서, 미리 분류된 디텐트 버켓 위치 유지부(310)의 온 및 오프 동작 구간은 도 5에서 상세하게 설명하기로 한다. 또한, 버켓 위치 판단부(330)는 적재 위치(301) 또는 최대 크라우드 위치를 변경할 수 있다. 이는 휠로더를 동작시키는 사용자의 요구 또는 작업 환경에 따라 버켓(111)의 디텐트 위치를 변경할 수 있다. 버켓 위치 판단부(330)는 변경된 버켓(111)의 분류 위치에 따라 버켓(111)의 위치를 판단할 수 있다.
버켓 디텐트 제어부(340)는 버켓 위치 판단부(330)에서 판단된 버켓(111)의 위치에 따라 버켓 위치 유지부(310)의 전원(341) 공급을 제어한다. 구체적으로 살펴보면, 버켓(111)의 위치가 적재 위치(301)를 기준으로 최대 덤프 위치 또는 최대 크라우드 위치 사이의 구간과 각 구간의 공차 사이인지 여부에 따라, 버켓 디텐트 제어부(340)는 버켓 위치 유지부(310)의 전원(341)을 공급하거나 차단한다. 여기서, 공차는, 버켓(111)이 이동하는 도중에 버켓 디텐트 제어부(340)에 의해 디텐트되도록 제어될 때, 디텐트 시점부터 적재 위치(301), 풀 덤프 위치(201) 및 풀 크라우드 위치(203)까지 버켓(111)이 정지할 수 있는 구간을 의미한다. 일례로, 버켓 디텐트 제어부(340)는 버켓 위치 유지부(310)를 제어하기 위한 전원 제어 회로를 구비하고 해당 전원 제어 신호를 출력할 수 있다.
도 4 는 본 발명에 따른 휠로더 버켓의 풀 크라우드 디텐트 방법에 대한 일실시예 흐름도이다.
버켓 위치 검출부(320)는 버켓(111)의 위치를 검출할 수 있는 회전식 각도 센서(321)에서 센싱된 버켓 각도값을 획득하여 버켓(111)의 위치를 검출한다(402).
그리고 버켓 위치 판단부(330)는 버켓 위치 검출부(320)에서 검출된 버켓(111)의 위치가 미리 분류된 적재 위치(301)에서 공차를 뺀 위치(이하, '제1 공차 위치'라 함) 미만인지 여부를 확인한다(404).
상기 확인 결과(404), 검출된 버켓(111)의 위치가 제1 공차 위치 미만이면, 버켓 디텐트 제어부(340)는 버켓 위치 유지부(310)의 전원(341)을 공급한다(406).
반면, 상기 확인 결과(404), 검출된 버켓(111)의 위치가 미리 분류된 제1 공차 위치 이상이면, 버켓 위치 판단부(330)는 버켓 위치 검출부(320)에서 검출된 버켓(111)의 위치가 미리 분류된 적재 위치(301) 미만인지 여부를 확인한다(408).
상기 확인 결과(408), 검출된 버켓(111)의 위치가 미리 분류된 적재 위치(301) 미만이면, 버켓 디텐트 제어부(340)는 버켓 위치 유지부(310)의 전원(341) 공급을 차단한다(410).
반면, 상기 확인 결과(408), 검출된 버켓(111)의 위치가 미리 분류된 적재 위치(301) 이상이면, 버켓 위치 판단부(330)는 버켓 위치 검출부(320)에서 검출된 버켓(111)의 위치가 최대 크라우드 위치에서 공차만큼 적은 위치(이하, '제2 공차 위치'라 함)를 초과하는지 여부를 확인한다(410).
상기 확인 결과(412), 검출된 버켓(111)의 위치가 제2 공차 위치를 초과하면, 버켓 디텐트 제어부(340)는 버켓 위치 유지부(310)의 전원(341) 공급을 차단하는 "410" 과정을 수행한다.
상기 확인 결과(412), 검출된 버켓(111)의 위치가 제2 공차 위치 이하이면, 버켓 디텐트 제어부(340)는 버켓 위치 유지부(310)의 전원(341)을 공급하는 "406" 과정을 수행한다.
도 5 는 본 발명에 따른 도 3의 디텐트 버켓 위치 유지부의 온 및 오프 동작 구간의 일실시예 설명도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 사용자가 휠로더의 버켓(111)을 운반수단에 상승시키거나 하강시키는 조작을 분류하면, 전자석(123)이 온(ON)되는 제1 및 제2 온 구간(501 및 503)과 전자석(123)이 오프(OFF)되는 제1 및 제2 오프 구간(502 및 504)으로 분류된다. 전자석(123)이 오프(OFF)되는 제1 및 제2 오프 구간(502 및 504)은 시험에 의해 결정되는 상수이다.
구체적으로 살펴보면, 전자석(123)이 온(ON)되는 제1 구간(501)은 버켓(111)의 최대 덤프(Max Dump) 위치(511)부터 제1 공차 위치(512)까지이다.
전자석(123)이 오프(OFF)되는 제1 구간(502)은 제1 공차 위치(512)부터 적재 위치(513)까지이다.
전자석(123)이 온(ON)되는 제2 구간(503)은 적재 위치(513)부터 제2 공차 위치(514)까지이다.
전자석(123)이 오프(OFF)되는 제2 구간(504)은 제2 공차 위치(514)부터 최대 크라우드 위치(515)까지이다.
버켓 위치 판단부(330)는 버켓(111)의 위치가 도 5에 도시된 전자석(123)이 온(ON)되는 제1 및 제2 온 구간(501 및 503)과, 전자석(123)이 오프(OFF)되는 제1 및 제2 오프 구간(502 및 504) 중 어느 하나의 구간에 해당하는지를 판단한다.
그러면, 버켓 디텐트 제어부(340)는 버켓 위치 판단부(330)에서 판단된 구간에 따라 버켓 위치 유지부(310)의 전원(341) 공급을 제어한다. 상기 판단 결과, 버켓(111)의 위치가 제1 및 제2 온 구간(501 및 503)이면, 버켓 디텐트 제어부(340)는 전자석(123)에 전원(121)을 공급한다. 반면, 상기 판단 결과, 버켓(111)의 위치가 제1 및 제2 오프 구간(502 및 504)이면, 버켓 디텐트 제어부(340)는 전자석(123)에 전원(121)의 공급을 차단한다.
이상의 설명은 본 발명을 예시적으로 설명한 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술적 사상에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명의 명세서에 개시된 실시 예들은 본 발명을 한정하는 것이 아니다. 본 발명의 범위는 아래의 특허청구범위에 의해 해석되어야 하며, 그와 균등한 범위 내에 있는 모든 기술도 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석해야 할 것이다.
종래의 휠로더 디텐트 기능은 풀 크라우드 조작에서는 디텐트 기능을 지원하지 못하여 사용자가 휠로더의 핸들 및 조이스틱 레버를 동시에 움직여야 하는 어려움이 있었으나, 본 발명은 버켓의 최대 덤프 위치부터 최대 풀-크라우드 동작의 완료 시점까지 사용자가 버켓의 작동 조이스틱 레버를 잡지 않아도 버켓을 풀-크라우드시키는 풀-크라우드 디텐트 기능을 제공하여 운전자의 조이스틱 작동 편의성을 증대시킬 수 있다.

Claims (5)

  1. 휠로더 버켓의 풀 크라우드 디텐트 장치에 있어서,
    버켓을 동작시키는 조이스틱 레버를 전원이 공급되는 동안에 래치시키기 위한 버켓 위치 유지 수단;
    상기 버켓의 회전 각도를 검출하는 각도 센서로부터 버켓 각도값을 획득하여 상기 버켓의 위치를 검출하기 위한 버켓 위치 검출 수단;
    상기 검출된 버켓의 위치가 적재 위치 또는 최대 크라우드 위치인지를 판단하기 위한 버켓 위치 판단 수단; 및
    상기 판단된 버켓의 위치에 따라 상기 전원 공급을 제어하는 버켓 디텐트 제어 수단을 포함하는 휠로더 버켓의 풀 크라우드 디텐트 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 버켓 위치 판단 수단은,
    상기 버켓의 위치가 최대 덤프 위치부터 크라우드 방향으로 디텐트되는 적재 위치 또는 최대 크라우드 위치인지에 따라 상기 전원의 온 구간 및 오프 구간을 판단하는 휠로더 버켓의 풀 크라우드 디텐트 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 버켓 위치 판단 수단은,
    상기 버켓의 위치를 적재 위치 또는 최대 크라우드 위치에서 공차를 뺀 위치(이하, '제1 공차 위치 및 제2 공차 위치'라 함)를 고려하여 상기 전원의 온 구간 및 오프 구간을 판단하는 휠로더 버켓의 풀 크라우드 디텐트 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 버켓 위치 판단 수단은,
    상기 버켓의 위치가 제1 공차 위치부터 적재 위치이거나 제2 공차 위치부터 최대 크라우드 위치까지이면, 상기 전원의 오프 구간으로 판단하는 휠로더 버켓의 풀 크라우드 디텐트 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 버켓 위치 검출 수단은,
    상기 버켓을 동작시키는 적어도 하나의 회전축에 설치된 각도 센서로부터 버켓 각도값을 획득하여 상기 버켓의 위치를 검출하는 휠로더 버켓의 풀 크라우드 디텐트 장치.
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